儲能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

王林

[摘 ? ?要]在我國社會經(jīng)濟(jì)和人均收入不斷發(fā)展的推動下，光伏發(fā)電作為我國綠色能源中的重要內(nèi)容得到相對廣泛的應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)在單獨工作時有時會出現(xiàn)局部斷電、供電不足的現(xiàn)象，儲能技術(shù)的應(yīng)用就起到了不容小覷的作用。文章闡述了在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)的積極作用，分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)所帶來的不同影響，并對儲能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行具體分析，旨在促進(jìn)我國環(huán)境友好型社會的建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]儲能技術(shù);光伏發(fā)電系統(tǒng);具體應(yīng)用

[中圖分類號]TM615 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–00–02

[Abstract]Driven by the continuous development of China's social economy and per capita income， photovoltaic power generation as an important part of China's green energy has been relatively widely used. When photovoltaic power generation system works alone， sometimes there will be local power failure and insufficient power supply. The application of energy storage technology plays an important role. This paper expounds the positive role of energy storage technology in photovoltaic power generation system， analyzes the different impacts of photovoltaic power generation system on power grid， and analyzes the different applications of energy storage technology in photovoltaic power generation system， aiming to accelerate the pace of building an environment-friendly society in China.

[Keywords]energy storage technology; photovoltaic power generation system; specific application

我國工業(yè)發(fā)展一直處于相對比較領(lǐng)先的地位，在不可再生能源逐漸枯竭的影響下，光伏發(fā)電等可再生能源逐漸得到重視和發(fā)展，但是在具體的應(yīng)用中通常因為電能高峰期的存在導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)電能質(zhì)量問題。通過將儲能技術(shù)應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可以有效提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量，在保證人們正常用電的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更多的經(jīng)濟(jì)利益和社會價。

1 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)的積極作用

1.1 有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定程度

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)，能夠?qū)﹄娏κ褂酶叻迤诘臓顩r進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。儲能技術(shù)能夠調(diào)整電力峰值的功率，儲存光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電力，當(dāng)出現(xiàn)電力應(yīng)用高峰期時，能夠根據(jù)具體狀況來釋放所儲存的電力，從而緩解功率的負(fù)載程度。由此可見，將儲能技術(shù)應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可以有效提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，避免因為電力提供不足而帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率

由于在我國的西部地區(qū)有大量光能資源未能被充分利用，導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率相對來說并不理想，這就需要將儲能技術(shù)應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，以提升對光能資源的利用效率。西部地區(qū)放棄利用光伏發(fā)電的問題在極大程度上降低了光能的利用率，儲能技術(shù)能夠在光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電能力不足時將儲存的能量輸送到光伏發(fā)電系統(tǒng)中，從而有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，增加光伏發(fā)電系統(tǒng)所帶來的效益。

1.3 有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全程度

微電網(wǎng)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，儲能技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全程度。微電網(wǎng)運行的速度很快，因此在供電負(fù)載程度較高時也比較可靠，并且能夠發(fā)揮穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)電壓、減少光伏發(fā)電系統(tǒng)線路損耗等積極作用，儲能技術(shù)的應(yīng)用能夠滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電能負(fù)載要求。在光伏發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)，能夠在光伏發(fā)電系統(tǒng)與微電網(wǎng)進(jìn)行分離時繼續(xù)獨立提供電能，所以具備較高的安全功能。

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)所帶來的不同影響

2.1 系統(tǒng)保護(hù)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)遇到比較強(qiáng)烈的光照時，電站所輸出的實際功率就會有所增加，這就導(dǎo)致短路的電流也會隨之有所增加，從而致使過流保護(hù)并不能較好地進(jìn)行配合，影響熔斷器在電網(wǎng)中的正常運行，增加電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)不良現(xiàn)象的可能性。如果配電網(wǎng)并沒有接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常工作中，支路潮流主要以缺乏措施進(jìn)行保護(hù)的單向性輸出為主;如果配電網(wǎng)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常工作中，配電網(wǎng)絡(luò)就會出現(xiàn)一定的變化，朝著多源網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，但是網(wǎng)絡(luò)潮流就會以隨機(jī)的方式朝著不同的流向工作。因此，要想保證光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，就要在系統(tǒng)工作中對其進(jìn)行方向性保護(hù)。

2.2 線路潮流

電網(wǎng)系統(tǒng)中支路在正常運行時的潮流狀態(tài)主要的單方向進(jìn)行流動的。光伏發(fā)電系統(tǒng)在正常工作中能夠?qū)﹄妷褐芜M(jìn)行提供，但是光伏發(fā)電系統(tǒng)本質(zhì)上屬于具有分散形式的一種發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)接入電源就會由單向潮流轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向潮流，并且在電網(wǎng)系統(tǒng)中新添了短路電流。電壓在調(diào)整的過程中難度較大，在配電功率波動幅度增加的影響下，支路潮流就會出現(xiàn)不同狀況，其中主要包括變壓器的容量出現(xiàn)越限現(xiàn)象、節(jié)點電壓出現(xiàn)越限現(xiàn)象以及三相出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)備受到不同程度的影響，不能夠?qū)﹄妷哼M(jìn)行及時調(diào)整，并且不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的供電功能和供電效率。線路潮流在工作中所具備的隨機(jī)性質(zhì)，會縮短機(jī)組在電網(wǎng)系統(tǒng)中工作的使用時間，同時會增加電網(wǎng)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的損失和消耗。

2.3 運行調(diào)度

光伏發(fā)電系統(tǒng)電源所具備的可調(diào)度性很容易受到天氣的影響，對于天氣變化頻繁或者地理位置較高的城市和地區(qū)來說，云層對光伏發(fā)電系統(tǒng)電源所具備的可調(diào)度性產(chǎn)生的影響相對來說比較明顯。如果光伏發(fā)電系統(tǒng)電源在電網(wǎng)系統(tǒng)中所占比過高時，就要通過采取有效手段對電力調(diào)度進(jìn)行合理控制，以提高電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行中的安全程度和可靠程度。由于常規(guī)電源的價格與光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生電源的價格具有明顯的差異性，所以在對電網(wǎng)運行調(diào)度時要將電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性考慮其中，確保電網(wǎng)系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟(jì)利益不受影響。需要注意的是，對于電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的運行調(diào)度需要在保證安全的前提下進(jìn)行，避免因為安全問題為電網(wǎng)運行帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 電能質(zhì)量

陰雨天氣中的云層會極大影響光伏發(fā)電系統(tǒng)正常的發(fā)電工作，云層對陽光的遮擋會直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生電源的功率，在較短的時間內(nèi)功率明顯上升或者是明顯下降。對于大型光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，云層的遮擋會導(dǎo)致電壓出現(xiàn)閃變的現(xiàn)象，同時還伴隨著較大的頻率波動。光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電源屬于直流電，如果利用逆變裝置法使光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電源進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)中，就會有較大的可能性出現(xiàn)諧波現(xiàn)象，從而不利于電網(wǎng)系統(tǒng)在工作中的正常運行。由此可見，光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電源能夠?qū)﹄娋W(wǎng)系統(tǒng)中的電能質(zhì)量帶來不同程度的影響，同時也影響著電能系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率。

3 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)的具體分析

3.1 儲能技術(shù)在負(fù)荷響應(yīng)中的應(yīng)用分析

為了使電網(wǎng)系統(tǒng)在工作中更加穩(wěn)定，出現(xiàn)故障問題的可能性更小，就要調(diào)整和控制部分功率較高的負(fù)荷，以此來保證電網(wǎng)系統(tǒng)在工作中實現(xiàn)真正的安全和穩(wěn)定，避免受到高峰階段中的負(fù)荷影響。將儲能技術(shù)應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷響應(yīng)中，可以有效提升用戶利用電能時的穩(wěn)定程度。需要注意的是，在控制光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)之間的負(fù)荷響應(yīng)時，要保證最少存在一根通信線可以正常運行，從而避免功率較高的機(jī)械設(shè)備影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作。通過利用不同電網(wǎng)系統(tǒng)之間的交替應(yīng)用，可極大降低光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)工作故障的可能性，對功率較高的負(fù)荷及時進(jìn)行調(diào)整，在應(yīng)用儲能技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，促進(jìn)電能質(zhì)量提升。

3.2 儲能技術(shù)在電力調(diào)峰中的應(yīng)用分析

對于光伏發(fā)電系統(tǒng)中的內(nèi)部裝置來說，具有比較靈活的儲存功能，在光伏發(fā)電系統(tǒng)電能負(fù)荷程度相對較低時，能夠儲存光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電能，在負(fù)荷相對較高時，能夠釋放光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲存的電能。這種靈活的電能存儲方式，能夠極大提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性，并且能夠穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)在日常工作中的基本狀態(tài)。因為我國普遍存在不同時間時用電數(shù)量不同的現(xiàn)象，在用電高峰期時需要大量的電能資源作為支撐，就會增加電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷，同時還會增加光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障的可能性，嚴(yán)重者會影響人們正常的用電問題和生產(chǎn)生活。所以將儲能技術(shù)應(yīng)用在電力調(diào)峰中，能夠有效降低供電不足所帶來的問題和損失。

3.3 儲能技術(shù)在復(fù)合儲能型光伏電網(wǎng)的應(yīng)用分析

在以往的光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)的流程和方式相對來說沒有太大的困難，也就導(dǎo)致功率的運行不夠安全和穩(wěn)定。在以往應(yīng)用的基礎(chǔ)上對儲能技術(shù)進(jìn)行升級，將儲能技術(shù)應(yīng)用在復(fù)合型儲能光伏電網(wǎng)中，在極大程度上提升了光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電效率和供電質(zhì)量。復(fù)合型儲能技術(shù)在當(dāng)前社會中多個領(lǐng)域中都有所涉及，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用復(fù)合型儲能技術(shù)就能夠直接降低網(wǎng)絡(luò)潮流中所存在的諧波含量，也就更加確保電網(wǎng)系統(tǒng)中功率在輸出時的穩(wěn)定程度。儲能技術(shù)在復(fù)合儲能型光伏電網(wǎng)的應(yīng)用還可以降低外在因素對光伏發(fā)電系統(tǒng)所帶來的不同程度干擾，通過更加貼合光伏發(fā)電系統(tǒng)實際發(fā)電狀況的應(yīng)用，能夠有效保障我國的電網(wǎng)建設(shè)工作。

3.4 儲能技術(shù)在負(fù)荷轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用分析

將儲能技術(shù)應(yīng)用在負(fù)荷轉(zhuǎn)移中的基本原理與在電力調(diào)峰中的應(yīng)用有明顯的相似點，但是在負(fù)荷轉(zhuǎn)移中應(yīng)用相對來說更加靈活。在電能利用的低峰期，光伏發(fā)電系統(tǒng)會產(chǎn)生多余的電能，儲能技術(shù)的應(yīng)用就可以將多余的電能儲存起來，在電能利用的高峰期根據(jù)實際狀況進(jìn)行釋放，以穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電狀況。將儲能技術(shù)應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，能夠減少在負(fù)荷轉(zhuǎn)移中產(chǎn)生的波峰，并且能夠調(diào)整不同電能對電網(wǎng)系統(tǒng)帶來的影響，從而降低高峰期對電能的需求。另外，儲能技術(shù)的應(yīng)用能夠促使負(fù)荷轉(zhuǎn)移在工作中充分發(fā)揮其存在的價值和意義，延長光伏發(fā)電系統(tǒng)在工作中的發(fā)電時間，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量，有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)獲取更高的運行利益。

3.5 儲能技術(shù)在電能質(zhì)量控制中的應(yīng)用分析

電能的質(zhì)量是影響光伏發(fā)電系統(tǒng)工作質(zhì)量的重要因素，所以要將儲能技術(shù)合理應(yīng)用其中來控制電能的質(zhì)量，使電能在生活實際應(yīng)用中保持穩(wěn)定的狀態(tài)。儲能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)夥l(fā)電系統(tǒng)中的電能資源進(jìn)行調(diào)整，起到穩(wěn)定電能資源電壓的積極作用，將電能資源的電壓控制在滿足人們需求的范圍中，從而保證整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量符合利用標(biāo)準(zhǔn)。以往在控制電能質(zhì)量時通常采用人工的方式，難以及時發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量控制中的細(xì)節(jié)問題，儲能技術(shù)的應(yīng)用可以很好地解決此類問題，能夠及時發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作中的問題，避免出現(xiàn)局部斷電、供電能力不足的現(xiàn)象，在滿足人們用電標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能資源，控制光伏發(fā)電系統(tǒng)電能資源的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在我國生活條件和質(zhì)量提升的影響下，光伏發(fā)電系統(tǒng)工作的中電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也逐漸嚴(yán)格，儲能技術(shù)的合理應(yīng)用能夠極大穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài)，合理控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。主要針對在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)進(jìn)行研究和分析，有利于推動我國光伏發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。

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